KR20150003184U - 편극화 노출장치 - Google Patents

Abstract

편극화 노출장치는 기판을 노출시키기 위한 것으로, 기판을 탑재하는 기판 탑재유닛, 기판이 공정 온도에 도달하도록 제어하는 온도 제어 유닛 및 편광을 제공하여 상기 기판을 노출시키는 노출유닛을 포함한다. 이에 의해, 본 고안은 노출 효율성을 향상시키고 작업시간을 단축시킬 수 있다.

Description

편극화 노출장치{POLARIZATION EXPOSURE APPARATUS}

본 고안은 노출장치에 관한 것으로서, 특히 편극화 노출장치에 관한 것이다.

액정 배향기술은 액정 디스플레이 기기에 의해 표시되는 화면의 품질을 결정하는 핵심기술 중의 하나이다. 액정 디스플레이 패널 내부의 액정재료가 안정적이며 균일한 초기배열을 구비하여야만 고품질의 화면을 구현할 수 있다. 일반 액정 디스플레이 기기의 내부에 구비된 액정 분자 배향을 유도하는 박층을 액정 배향층(alignment layer)이라고 한다.

광시야각 기술의 응용에 있어서, 현재 업계에서는 수직배향형(VA), 횡전계방식(In-Plane Switching, IPS)과 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching, FFS)과 같이, 이미 광배향(Photo-alignment)기술을 이용하여 액정분자 배치 방향을 제어함으로써 제품의 광학성능과 합격률을 향상시킨다. 다만 광배향 재료는 흔히 높은 노출량을 필요로 하므로 작업시간이 증가되고 산출량(throughput)이 떨어진다.

따라서, 노출 효율성을 향상시키고 작업시간을 단축시킴으로써 산출량을 제고시킬 수 있는 편극화 노출장치를 제공하는 것이 현시점의 중요한 과제 중의 하나로 되고 있다.

상기 과제를 감안하여, 본 고안의 목적은 노출 효율성을 향상시키고 작업시간을 단축시켜 산출량을 제고시킬 수 있는 편극화 노출장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 기판을 노출시키기 위한 편극화 노출장치는, 기판을 탑재하는 기판 탑재유닛, 기판이 공정 온도에 도달하도록 제어하는 온도 제어유닛 및 편광을 제공하여 상기 기판을 노출시키는 노출유닛을 포함한다.

일 실시예에서, 기판은 박막 트랜지스터 기판, 컬러 필터 기판 또는 액정 디스플레이 패널이다.

일 실시예에서, 기판 탑재유닛은 기판이 설치되는 기판 테이블 및 기판을 회전시키는 회전모듈을 구비한다.

일 실시예에서, 온도 제어유닛은 핫 플레이트(hot plate), 온풍 제공모듈, 적외선 제공모듈 또는 레이저 제공모듈을 구비하여 기판이 공정 온도에 도달하도록 가열한다.

일 실시예에서, 온도 제어유닛은 기판 탑재 유닛에 설치되는 기판의 온도를 제어한다.

일 실시예에서, 편극화 노출장치는 상기 온도 제어유닛을 거친 상기 기판을 상기 기판 탑재유닛에 전송하는 전송유닛을 더 포함한다.

일 실시예에서, 온도 제어유닛은, 기판의 온도를 제어하는 제1온도 제어유닛 및 기판 탑재유닛에 설치된 기판의 온도를 제어하는 제2온도 제어유닛을 포함하고 전송유닛은 상기 제1온도 제어유닛을 거친 기판을 기판 탑재유닛에 전송한다.

일 실시예에서, 기판이 상기 노출을 진행할 때 상기 공정 온도에 도달한다.

일 실시예에서, 기판을 노출시킨 후, 기판에 광배향층 또는 광로차층을 형성한다.

일 실시예에서, 노출유닛은 기판 탑재유닛에 인접 설치된 편극화 광원을 포함한다.

상기와 같이, 본 고안에 따른 편극화 노출장치는 기판이 공정 온도에 도달할 수 있도록 제어하는 온도 제어유닛을 포함할 수 있는 바, 예를 들어, 가열수단을 이용하여 기판으로 하여금 공정 온도에 도달하도록 한다. 기판이 공정 온도에 도달할 때, 그 노출 효율성은 대폭적으로 향상되어 동일한 노출 광원에서 기판의 노출시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 본 고안의 편극화 노출장치는 작업시간을 단축시키고 산출량을 제고시킬 수 있다.

도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 편극화 노출장치의 모식도이다.
도2 내지 도5는 본 고안의 편극화 노출장치에 따른 상이한 실시양태의 모식도이다.

이하 관련 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 편극화 노출장치를 설명하기로 하고, 그 중 동일한 어셈블리에 대하여 동일한 어셈블리 부호로 설명하기로 한다.

도1은 본 고안의 일 실시예의 편극화 노출장치(1)의 모식도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 편극화 노출장치(1)는 기판(S)을 노출시키기 위한 것이고, 기판 탑재유닛(11), 온도 제어유닛(12) 및 노출유닛(13)을 포함한다. 본 고안은 편극화 노출장치(1)의 응용범위를 특별히 제한하지 않는 바, 예를 들어, 광배향 공정의 노출에 응용되어 광배향층을 발생시키거나 또는 3D디스플레이 패널의 노출에 응용되어 광로차층(retardation layer)을 발생시킨다. 기판(S)은 감광(photo-sensitive)재료를 구비하여 편극화 노출장치(1)의 노출유닛(13)이 내보낸 광선을 감지한다. 여기서, 기판(S)은 예를 들어 유리기판(즉 패턴화된 층별을 아직 구비하지 않은 단순한 유리기재), 연성기판, 박막 트랜지스터(TFT) 기판, 컬러 필터(CF) 기판 또는 액정 디스플레이(LCD) 패널이다. 이밖에도, 본 실시예의 편극화 노출장치(1)는 광시야기술에 응용될 수 있고, 예를 들어 수직배향형(VA), 횡전계방식(In-Plane Switching, IPS)과 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching, FFS) 디스플레이 패널 등을 포함한다.

기판 탑재유닛(11)은 기판(S)을 탑재하기 위한 것이다. 기판 탑재유닛(11)은 예를 들어 기판이 설치될 수 있는 기판 테이블(111)을 포함한다. 일 실시예에서, 기판 테이블(111)은 수평으로 이동 및/또는 회전할 수 있다. 본 실시예에서, 기판 탑재유닛(11)은 기판(S)이 특정된 방위로 회전하여 후속되는 공정에 적합하도록 기판 테이블(111)을 회전시키는 회전모듈(112)을 더 포함한다. 회전모듈(112)은 예를 들어 구동모터, 회전축 또는 기타 적합한 어셈블리를 포함한다. 회전모듈(112)은 공지된 기술을 이용하여 실현될 수 있기에 여기서 더이상 설명하지 않기로 한다.

온도 제어유닛(12)은 기판(S)이 공정 온도에 도달하도록 제어한다. 이에 있어서, 기판(S)이 공정 온도에 도달할 때, 이는 노출공정의 효능 향상에 유리하다. 온도 제어유닛(12)은 기판(S)의 온도를 높이고 온도를 낮추거나, 온도의 세기를 조절할 수 있다. 본 실시예의 온도 제어유닛(12)은 여러가지 수단을 응용하여 달성할 수 있는 바, 예를 들어 온도 제어유닛(12)은 핫 플레이트, 온풍 제공모듈, 적외선 제공모듈 또는 레이저 제공모듈을 구비하여 기판(S)이 공정 온도에 도달하도록 한다. 이밖에도, 온도 제어유닛(12)이 기판(S)의 온도를 제어하는 시간점에는 여러가지 양태가 존재한다. 일 양태에서, 온도 제어유닛(12)은 기판 탑재유닛(11)에 설치되어 기판(S)의 온도를 제어할 수 있다. 다른 양태에서, 온도 제어유닛(12)은 기판(S)의 온도를 제어하고, 온도가 제어된 기판(S)은 다시 전송유닛에 의해 기판 탑재유닛(11)에 전송될 수 있다. 또 다른 양태에서, 온도 제어유닛(12)은 기판(S)의 온도를 제어하는 제1온도 제어유닛(121) 및 기판(S)이 필요한 공정 온도에 도달하도록 기판 탑재유닛(11)에 설치된 기판(S)의 온도를 제어하는 제2온도 제어유닛(122)을 구비한다. 전송유닛은 온도가 제어된 기판(S)을 기판 탑재유닛(11)에 전송한다. 이에 근거하여, 온도 제어유닛(12)은 기판 탑재유닛(11)과 정합되거나 기판 탑재유닛(11)의 외부에 설치되거나 일부분이 기판 탑재유닛(11)과 정합되고 다른 부분이 기판 탑재유닛(11)의 외부에 설치될 수 있다.

이밖에도, 상기 공정 온도는 노출공정에서 최대효능을 발생하는데 유리한 온도를 가리킬 수 있다. 또는, 노출시 기판에 일부 열에너지를 제공하는 것을 고려하여, 공정온도는 노출공정에서 최대효능을 발생하는데 유리한 온도보다 더 낮은 일부 온도이다. 그러나, 본 고안은 이에 제한되지 않는다.

노출유닛(13)은 공정 온도에 도달한 기판(S)에 대하여 편극화 노출을 진행한다. 노출유닛(13)은 편극화 광원을 포함하는데, 편극화 광원은 예를 들어 적어도 하나의 램프 또는 기타 발광 어셈블리를 구비한다. 편극화 광원은 예를 들어 선형편파, 원형편파 또는 타원형편파의 광선을 방출하는데, 실제 수요에 따라 실시할 수 있다. 편극화 광원은 예를 들어 자외선 광원이다. 물론, 실제수요에 따라 기타 파장의 광선을 방출할 수도 있다. 일 실시예에서, 편극화 광원은 기판 탑재유닛(11)의 적어도 일부분에 인접 설치된다. 이렇게, 기판(S)이 기판 테이블(111)에서 온도 제어유닛(12)의 제어를 받아 공정 온도에 도달하도록 할 때, 즉시 노출유닛(13)의 동작범위에 진입하여 노출될 수 있어 기판(S)이 공정 온도에 유지될 때 노출되도록 하여 노출 효능을 향상시킬 수 있다.

이밖에도, 본 실시예에서, 편극화 노출장치(1)는 기판(S)을 세척하는 세척유닛(14)을 더 포함한다. 여기서, 기판(S)은 우선 세척유닛(14)을 경과한 다음 온도 제어유닛(12)을 경과한다. 다시 말하면, 기판(S)은 우선 세척유닛(14)에 의해 불필요한 잡물질을 제거한 후, 온도 제어유닛(12)을 통하여 가열된다. 이로써 잡물질도 가열되어 후속되는 노출공정에 영향주는 것을 방지할 수 있다. 세척유닛(14)은 건식 또는 습식을 이용하여 세척할 수 있다.

공지된 기술에서 기판이 온도 제어를 받지 않고 직접 노출되는 것과 비교하면, 기판이 본 고안의 일 실시예의 온도 제어유닛(12)에 의해 공정온도로 제어되어 다시 노출될 경우, 검증에 따르면 노출시간을 적어도 50% 단축시킬 수 있어 작업시간을 대폭적으로 감소하여 산출량을 제고시킨다.

본 실시예의 편극화 노출장치(1)는 다수의 실시양태를 구비하는데, 아래에서는 도2 내지 도5를 예로 들어 설명하고, 도2 내지 도5는 본 고안의 편극화 노출장치(1)의 상이한 실시양태의 모식도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 기판(S)은 편극화 노출장치(1)의 기판 테이블(111)에 설치되고, 온도 제어유닛(12)은 기판 탑재유닛(11)과 연결되거나 기판 탑재유닛(11)과 일체로 정합된다. 이에 의하여, 기판(S)이 기판 테이블(111)에 설치될 때, 온도 제어유닛(12)은 기판(S)의 온도를 제어하여 공정 온도에 도달하도록 할 수 있다. 기타 양태에서, 온도 제어유닛(12)은 기판 테이블(111)의 외부에 설치될 수 있는 바, 예를 들어, 상측에 설치되어 기판(S)을 가열한다. 다음, 기판(S)은 노출유닛(13)에 전송되어 노출된다. 기판 테이블(111)이 노출유닛(13)에 상당히 근접되기에 기판(S)은 공정 온도에 유지된 경우에 노출되어 노출효능을 향상시킬 수 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 온도 제어유닛(12)은 기판 테이블(111)의 외부에 설치된다. 이에 있어서, 온도 제어유닛(12)은 핫 플레이트를 포함하는 것을 예로 한다. 기판(S)은 우선 온도 제어유닛(12)에 설치되어 온도 제어유닛(12)에 의해 공정 온도까지 가열된다. 다음 전송유닛(15)은 온도가 제어된 기판(S)을 기판 테이블(111)에 전송한다. 전송유닛(15)은 예를 들어 기계암 및 구동모터를 포함하는 바, 구동모터는 기계암을 구동시켜 기판(S)을 기판 테이블(111)에 전송한다. 전송유닛(15)은 공지된 기술을 이용하여 실현될 수 있기에 여기서 더이상 설명하지 않기로 한다. 기판(S)은 기판 테이블(111)에 설치된 후, 직접 노출유닛(13)에 송입되어 노출될 수 있고, 또는 우선 상기 회전모듈에 의해 특정된 각도로 회전된 다음 노출유닛(13)에 진입하여 노출될 수 있다. 온도 제어유닛(12)이 기판 테이블(111)의 외부에 설치되므로 공정온도로 가열하기까지 수요되는 시간이 작업시간과 산출량에 영향주는 것을 방지할 수 있다.

도4에 도시된 바와 같이, 기판(S)은 기판 테이블(111)에 설치되고, 온도 제어유닛(12)은 기판 테이블(111)의 외부에 설치되며, 예를 들어 상측에 설치된다. 이에 있어서, 온도 제어유닛(12)이 레이저 제공모듈을 포함하는 것을 예로, 레이저 제공모듈은 레이저광을 발사하여 기판(S)을 가열시킨다. 이 양태에서, 레이저 제공모듈은 이동하여 기판(S)의 상이한 곳을 가열할 수 있는 바, 예를 들어 스캔방향(SD)을 따라 이동하여 기판(S)을 균일하게 가열하고, 온도제어가 이루어진 다음, 기판(S)은 다시 노출유닛(13)에 송입되어 노출된다. 또는, 레이저 제공모듈은 고정되고, 기판 테이블(111)이 스캔 방향(SD)의 반대방향을 따라 노출유닛(13)을 향해 전진하여, 기판(S)의 일면이 레이저 제공모듈의 가열을 받을 수 있으며 일면은 노출유닛에 진입할 수 있도록 함으로써 전체 공정 시간을 단축시킬 수 있어 기판(S)이 공정 온도에 유지되는 경우에 노출될 수 있도록 한다.

도5에 도시된 바와 같이, 온도 제어유닛(12)은 제1온도 제어유닛(121) 및 제2온도 제어유닛(122)을 포함한다. 제1온도 제어유닛(121)은 우선 기판(S)의 온도를 제어한다. 이에 있어서 제1온도 제어유닛(121)은 기판 테이블(111)의 외부에 설치된다. 제1온도 제어유닛(121)은 기판(S)이 공정온도에 도달할 때까지 또는 상기 공정온도에 근접할 때까지 가열한 다음, 전송유닛(15)이 기판(S)을 기판 테이블(111)에 전송하여, 제2온도 제어유닛(122)이 다시 기판(S)의 온도를 제어한다. 이에 있어서 제2온도 제어유닛(122)은 기판 탑재유닛(11)과 연결되거나 기판 탑재유닛(11)과 일체로 정합된다. 제2온도 제어유닛(122)이 기판(S)의 온도를 제어하는 것을 통하여 기판(S)이 공정 온도에 더욱 정확하게 유지될 수 있도록 하여 노출효능을 진일보로 향상시킬 수 있다.

주의해야 할 것은, 상기 실시양태의 기술특징은 별도로 실시될 수 있거나 합병되어 실시될 수 있다.

상기 내용을 종합하면, 본 고안에 따른 편극화 노출장치는 기판이 공정 온도에 도달하도록 제어할 수 있는 온도 제어유닛을 포함하는 바, 예를 들어, 가열수단을 이용하여 기판이 공정온도에 도달하도록 한다. 기판이 공정온도에 도달할 때, 그 노출효능은 대폭적으로 향상되어 동일한 노출광원에서 기판의 노출시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 본 고안의 편극화 노출장치는 작업시간을 단축하여 산출량을 제고시킬 수 있다.

상기의 내용은 예시적인 것일 뿐 본 고안을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 고안의 사상과 범주를 벗어나지 않고 본 고안을 동등하게 보정하거나 변경한 것은 후술할 특허청구범위에 모두 포함되어야 한다.

1: 편극화 노출장치 11: 기판 탑재유닛 111: 기판 테이블
112: 회전모듈 12: 온도 제어유닛 121:제1온도 제어유닛
122: 제2온도 제어유닛 13: 노출유닛 14: 세척유닛 15: 전송유닛 S: 기판

Claims (10)

1. 기판을 노출시키기 위한 편극화 노출장치에 있어서,
   상기 기판이 설치되는 기판 탑재유닛;
   상기 기판에 대응되게 설치되고 상기 기판이 공정 온도에 도달하도록 제어하는 온도 제어유닛; 및
   상기 기판에 대응되게 설치되고 편광을 제공하여 상기 기판을 노출시키는 노출유닛을 포함하는 편극화 노출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 박막 트랜지스터 기판, 컬러 필터 기판 또는 액정 디스플레이 패널인 편극화 노출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판 탑재유닛은,
   상기 기판이 설치되는 기판 테이블; 및
   상기 기판 테이블을 회전시키는 회전모듈을 포함하는 편극화 노출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 온도 제어유닛은 핫 플레이트(hot plate), 온풍 제공모듈, 적외선 제공모듈 또는 레이저 제공모듈을 구비하여 상기 공정 온도에 도달하도록 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 편극화 노출장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 온도 제어유닛은 상기 기판 탑재유닛에 설치된 상기 기판의 온도를 제어하는 편극화 노출장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 온도 제어유닛을 거친 상기 기판을 상기 기판 탑재유닛에 전송하는 전송유닛을 더 포함하는 편극화 노출장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 온도 제어유닛은, 상기 기판의 온도를 제어하는 제1온도 제어유닛 및 상기 기판 탑재유닛에 설치된 상기 기판의 온도를 제어하는 제2온도 제어유닛을 구비하고, 전송유닛은 상기 제1온도 제어유닛을 거친 상기 기판을 상기 기판 탑재유닛에 전송하는 편극화 노출장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 기판이 노출을 진행할 때 상기 공정 온도에 도달하는 편극화 노출장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 기판을 노출시킨 후, 상기 기판에 광배향층 또는 광로차층을 형성하는 편극화 노출장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 노출유닛은 상기 기판 탑재유닛에 인접 설치된 편극화 광원을 포함하는 편극화 노출장치.

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